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“嫦(chang)娥五號(hao)”圓滿實(shi)現(xian)(xian)月(yue)球軌道(dao)下的首次自動交會(hui)對(dui)接，順利攜帶月(yue)壤標本返回(hui)探測(ce)器。一(yi)路(lu)以(yi)穩定可靠的表現(xian)(xian)為(wei)嫦(chang)娥五號(hao)提供(gong)高(gao)精度(du)加(jia)速(su)度(du)信息，為(wei)這次交會(hui)對(dui)接穩住(zhu)速(su)度(du)的是中國航天科(ke)工三院研制(zhi)的高(gao)精度(du)加(jia)速(su)度(du)計組合、石英撓性加(jia)速(su)度(du)計及I/F轉(zhuan)換電路(lu)組成的“慣(guan)測(ce)小分隊(dui)”。

中國航天(tian)科工有關專家表(biao)示：“要(yao)實(shi)現(xian)自動交會對(dui)接(jie)(jie)，需(xu)要(yao)以非(fei)常精確(que)(que)的控(kong)制(zhi)來確(que)(que)保軌道返回組合(he)體與上(shang)升器之間的相對(dui)速(su)(su)度盡(jin)可能(neng)小(xiao)，而加(jia)速(su)(su)度反(fan)映的恰(qia)恰(qia)是速(su)(su)度變化的情(qing)況(kuang)。交會對(dui)接(jie)(jie)時的加(jia)速(su)(su)度，只有探(tan)測(ce)器升空過程中最(zui)大加(jia)速(su)(su)度的千萬分之一(yi)量級，高精度加(jia)速(su)(su)度計組合(he)能(neng)夠實(shi)現(xian)微小(xiao)加(jia)速(su)(su)度的精準測(ce)量。”

換(huan)言之，有(you)了這(zhe)支(zhi)“慣測小分隊”的助力(li)，這(zhe)次(ci)38萬(wan)公(gong)里外的 “太空牽手”才不會“擦肩(jian)而過”。

加速度計組合研制人員正在進行測試試驗

組合“隊長” 帶著“坐墊”去遠行

此(ci)次交(jiao)會對接階段，主要實(shi)施加速度(du)(du)測量的高(gao)精度(du)(du)加速度(du)(du)計組合(he)是(shi)這支“慣(guan)測小分隊(dui)”中的“隊(dui)長”，這已經是(shi)它第三次陪(pei)伴“嫦(chang)(chang)娥”遠赴月宮。為了能夠給“嫦(chang)(chang)娥”提(ti)供高(gao)精度(du)(du)、高(gao)可靠的測量表(biao)現，組合(he)采(cai)用了獨特(te)的冗余設計方案(an)，任務(wu)可靠度(du)(du)可達0.999983，曾以完美的表(biao)現助力“嫦(chang)(chang)娥三號(hao)”、“嫦(chang)(chang)娥四(si)號(hao)”任務(wu)圓滿成(cheng)功。

“此次任務(wu)，組合(he)主要承擔探(tan)(tan)測器在地月(yue)轉移(yi)、環(huan)月(yue)飛(fei)行、月(yue)球軌(gui)道(dao)交(jiao)會對接和月(yue)地轉移(yi)階段(duan)的(de)平動(dong)加速(su)度(du)測量，以實現對探(tan)(tan)測器沿軌(gui)道(dao)飛(fei)行和交(jiao)會對接過程(cheng)中平穩、準確(que)的(de)機動(dong)控制。” 三院33所高精(jing)度(du)加速(su)度(du)計組合(he)主任設計師(shi)于華(hua)男(nan)介紹說。

為了(le)這一(yi)次“遠行(xing)(xing)”，研制(zhi)團隊特地為組合(he)(he)產品增(zeng)加了(le)新部件——內部減振(zhen)(zhen)器。由于此次飛(fei)行(xing)(xing)對組合(he)(he)的(de)抗(kang)沖(chong)擊特性提(ti)出了(le)更高的(de)要(yao)求，增(zeng)加內部減振(zhen)(zhen)器就像是給組合(he)(he)增(zeng)加了(le)一(yi)組吸振(zhen)(zhen)隔振(zhen)(zhen)的(de)“坐墊”，有了(le)這些“坐墊”的(de)加持，即使外(wai)界環境存在較(jiao)大的(de)沖(chong)擊和振(zhen)(zhen)動，加速度計(ji)組合(he)(he)仍能(neng)在相對穩定的(de)環境下(xia)正常(chang)工作(zuo)。

然而，減振(zhen)器的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)和安裝(zhuang)(zhuang)可(ke)不像加(jia)“坐(zuo)墊”那樣簡單(dan)。三院33所設(she)(she)計(ji)(ji)師付繼(ji)波介紹說(shuo)：“減振(zhen)器安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)組(zu)合的(de)(de)多個位置，就像是(shi)墊在(zai)了柜子(zi)的(de)(de)四角，受到(dao)沖(chong)擊時(shi)各(ge)減振(zhen)器的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)形量存在(zai)微小(xiao)差別(bie)，‘墊子(zi)’不等高了，加(jia)速度(du)計(ji)(ji)組(zu)合就會發生(sheng)轉動(dong)，即使是(shi)非常微小(xiao)的(de)(de)轉動(dong)也會對測(ce)量精度(du)帶來很大的(de)(de)影響。”為(wei)盡可(ke)能消除轉動(dong)變(bian)(bian)(bian)形，團隊用(yong)兩個多月的(de)(de)時(shi)間進行(xing)了大量的(de)(de)沖(chong)擊試驗，徹底摸(mo)清減振(zhen)器在(zai)不同(tong)位置、不同(tong)沖(chong)擊條件和不同(tong)安裝(zhuang)(zhuang)方式下的(de)(de)形變(bian)(bian)(bian)量，最終(zhong)將(jiang)形變(bian)(bian)(bian)量控制在(zai)了角秒(miao)級，確(que)保組(zu)合測(ce)量精度(du)不受影響。

“金牌搭檔”保障全程加速度

“小分隊”中的石英撓性加(jia)(jia)速(su)(su)度(du)計和(he)(he)I/F轉換電路是一組“金(jin)牌搭(da)檔”，在此次任務(wu)中，這對(dui)“金(jin)牌搭(da)檔”“承(cheng)包(bao)”了(le)“嫦(chang)娥五(wu)號”月(yue)宮之旅全(quan)程各關(guan)鍵(jian)階段的加(jia)(jia)速(su)(su)度(du)測量任務(wu)——不(bu)僅在高精度(du)加(jia)(jia)速(su)(su)度(du)計組合產品中應用，還在著(zhu)陸上升組合體和(he)(he)返(fan)回(hui)器的IMU（慣性測量單元(yuan)）中扮演關(guan)鍵(jian)角色。

石英撓性加速度計生產現場

作為加速度測量的核心器(qi)件，這對搭檔可謂(wei)是功(gong)勛(xun)神(shen)器(qi)，曾先后助(zhu)力神(shen)舟系(xi)列飛船的11次飛行任務和(he)“天舟”“嫦(chang)娥三號(hao)”“嫦(chang)娥四(si)號(hao)”任務，連戰連捷；I/F轉(zhuan)換(huan)電路還以其高可靠(kao)性、高精(jing)度的測量信號(hao)轉(zhuan)換(huan)能力，在長(chang)征(zheng)(zheng)四(si)號(hao)、長(chang)征(zheng)(zheng)六號(hao)系(xi)列火箭和(he)新一(yi)代(dai)載人飛船試驗(yan)船返回艙中成(cheng)功(gong)應(ying)用。

石英(ying)撓性加(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)(ji)是敏(min)感(gan)加(jia)速(su)度(du)的(de)關鍵傳(chuan)感(gan)器，I/F轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路則能夠將加(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)(ji)輸出的(de)電(dian)流信(xin)(xin)號轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為適(shi)合(he)計(ji)(ji)(ji)算機處(chu)理的(de)數字(zi)脈沖信(xin)(xin)號。由于(yu)在(zai)探(tan)測器的(de)不(bu)(bu)同(tong)部分(fen)承(cheng)擔的(de)任務各不(bu)(bu)相同(tong)，研制團隊分(fen)別為加(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)(ji)配備(bei)了不(bu)(bu)同(tong)量(liang)程的(de)I/F轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路。“信(xin)(xin)號轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)的(de)過程就像是用(yong)(yong)天(tian)平和砝碼給(gei)信(xin)(xin)號‘稱重’，加(jia)速(su)度(du)變化(hua)量(liang)大(da)(da)電(dian)流信(xin)(xin)號變化(hua)量(liang)也大(da)(da)，則需要使用(yong)(yong)大(da)(da)的(de)‘砝碼’，” I/F轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路主任設計(ji)(ji)(ji)師(shi)趙(zhao)洪利(li)這樣(yang)比喻。

在(zai)(zai)(zai)交(jiao)會對(dui)接和(he)軌道控制過程中，軌道器加(jia)速度的(de)變化(hua)(hua)量不(bu)大(da)，團隊采(cai)用小量程的(de)轉換(huan)電路(lu)，能夠在(zai)(zai)(zai)同等條件下提供更高精度的(de)加(jia)速度測(ce)量信息，以(yi)實現對(dui)探(tan)測(ce)器更加(jia)精準的(de)速度控制；而在(zai)(zai)(zai)月面(mian)著陸和(he)返回再入階段，加(jia)速度變化(hua)(hua)量大(da)，則采(cai)用“砝碼較大(da)”的(de)大(da)量程轉換(huan)電路(lu)，滿足對(dui)加(jia)速度信息的(de)完整覆蓋，確(que)保“嫦娥(e)”飛行全程的(de)速度變化(hua)(hua)盡(jin)在(zai)(zai)(zai)掌握。

【責任編輯：家正】